本發(fā)明屬于一種材料焊接方法，具體涉及一種針對異型薄壁鈑焊結構艙體的真空電子束焊接方法。

背景技術：

航天工業(yè)的發(fā)展，對重要產品的結構件也提出了更高的技術指標要求，部分艙體也由規(guī)則的回轉結構逐漸向復雜的異型薄壁結構轉變，加工方法也由傳統(tǒng)鑄造/機加工藝方法向框加蒙皮鈑焊結構演變的。異型薄壁鈑焊結構艙段涉及不等厚度對接，且其結構剛度小，使用傳統(tǒng)的焊接方法難以保證焊縫質量，且焊接變形較大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種異型薄壁鈑焊結構艙體的真空電子束焊接方法，該方法利用電子束焊接穿透能力強、熱輸入小、焊接變形與殘余應力小等特點，可實現(xiàn)異型薄壁鈑焊結構艙體的真空電子束焊接，有效解決焊接過程中未焊透、氣孔超標等問題，同時控制蒙皮變形，提高產品尺寸精度。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種異型薄壁鈑焊結構艙體的真空電子束焊接方法，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟1：焊前準備；

步驟2：焊接裝配；

步驟3：電子束焊接；

步驟4：焊后質量檢測。

所述的步驟1：將待焊艙段進行酸洗，去除表面油污、氧化膜，在50-80℃下烘干20-30min，完成后使用鋼絲刷將焊接區(qū)域打磨至呈見光亮金屬光澤，并用丙酮擦拭干凈。

所述的步驟2：使用焊接工裝裝配待焊接艙段，保證裝配位置正確，待焊面間隙不大于0.2mm，錯邊量不大于0.2mm，裝配完成后將艙段及工裝吊裝至真空電子束焊機平臺，調整水平并進行固定，抽真空，保證真空室真空度在2-7×10^-2Pa條件下施焊。

所述的步驟3：包括

(1)真空度滿足要求后進行電子束對中，采用NC數(shù)控編程進行焊接軌跡示教；

(2)對焊縫進行預焊接，預焊接使用上焦小電流電子束，預焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-40mA，焊接速度v＝800-1200mm/min；

(3)對焊縫進行正式焊接，焊接軌跡同預焊接過程一致，正式焊接采用加掃描的上焦電子束焊接，正式焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-100mA，焊接速度v＝800-1200mm/min，掃描方式：雙余弦，掃描幅值VX＝2mm，VY＝1mm，掃描頻率f＝300-1000Hz。

所述的步驟4，焊后對電子束焊縫進行外觀質量檢測，焊縫表面無裂紋、咬邊、燒穿、氣孔等缺陷，焊后對電子束焊縫進行X射線檢測，焊縫質量滿足GJB1718A-2005《電子束焊接》I級接頭要求。

本發(fā)明的優(yōu)點是，1焊前進行化學清洗與機械清理，可有效避免工件表面的油污、氧化物進行焊縫形成氣孔、夾渣等缺陷；2.使用上焦小電流電子束進行預焊接，可降低艙體焊接裝配要求，避免對接間隙過大引起的電子束切割效應；同時還可對焊縫進行預熱，降低接頭出現(xiàn)氣孔、裂紋的可能；3.使用上焦大電流電子束進行正式焊接，可改善焊縫表面形成，實現(xiàn)一次焊接成形，避免修飾焊引起的焊接變形。使用加掃描的電子束流，可以改善焊縫成形，降低接頭出現(xiàn)氣孔的可能。

附圖說明

圖1為異型薄壁鈑焊結構艙體主視圖；

圖2為異型薄壁鈑焊結構艙體側視圖；

圖3為異型薄壁鈑焊結構艙體鈑焊結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細介紹：

一種異型薄壁鈑焊結構艙體的真空電子束焊接方法，它包括以下步驟：

步驟1：焊前準備；

步驟2：焊接裝配；

步驟3：電子束焊接；

步驟4：焊后質量檢測。

所述的步驟1：將待焊艙段進行酸洗，去除表面油污、氧化膜，在50-80℃下烘干20-30min，完成后使用鋼絲刷將焊接區(qū)域打磨至呈見光亮金屬光澤，并用丙酮擦拭干凈。

所述的步驟2：使用焊接工裝裝配待焊接艙段，保證裝配位置正確，待焊面間隙不大于0.2mm，錯邊量不大于0.2mm，裝配完成后將艙段及工裝吊裝至真空電子束焊機平臺，調整水平并進行固定，抽真空，保證真空室真空度在2-7×10^-2Pa條件下施焊。

所述的步驟3：包括

(1)真空度滿足要求后進行電子束對中，采用NC數(shù)控編程進行焊接軌跡示教；

(2)對焊縫進行預焊接，預焊接使用上焦小電流電子束，預焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-40mA，焊接速度v＝800-1200mm/min；

(3)對焊縫進行正式焊接，焊接軌跡同預焊接過程一致，正式焊接采用加掃描的上焦電子束焊接，正式焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-100mA，焊接速度v＝800-1200mm/min，掃描方式：雙余弦，掃描幅值VX＝2mm，VY＝1mm，掃描頻率f＝300-1000Hz。

所述的步驟4，焊后對電子束焊縫進行外觀質量檢測，焊縫表面無裂紋、咬邊、燒穿、氣孔等缺陷，焊后對電子束焊縫進行X射線檢測，焊縫質量滿足GJB1718A-2005《電子束焊接》I級接頭要求。

以鋁合金異型薄壁鈑焊結構艙體的電子束焊接為例，如附圖1所示，艙體材料為5A06鋁合金，總長為1030mm，焊接厚度最大為32mm，最小為4mm。

具體實施方案按以下步驟進行：

步驟1：焊前準備；

將待焊艙段進行酸洗，去除表面油污、氧化膜，在50-80℃下烘干20-30min。完成后使用鋼絲刷將焊接區(qū)域打磨至呈見光亮金屬光澤，并用丙酮擦拭干凈；

步驟2：焊接裝配；

使用焊接工裝裝配待焊接艙段，保證裝配位置正確，待焊面間隙不大于0.2mm，錯邊量不大于0.2mm。裝配完成后將艙段及工裝吊裝至真空電子束焊機平臺，調整水平并進行固定。抽真空，保證真空室真空度在2-7×10-2Pa條件下施焊。

步驟3；電子束焊接；

步驟3.1：真空度滿足要求后進行電子束對中，采用NC數(shù)控編程進行焊接軌跡示教。

步驟3.2：對焊縫進行預焊接。預焊接使用上焦電子束、預焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-40mA，焊接速度v＝800-1200mm/min。

步驟3.3：對焊縫進行正式焊接。焊接軌跡同預焊接過程一致，正式焊接采用加掃描的上焦電子束焊接。正式焊接工藝參數(shù)：加速電壓U＝40-60kV，聚焦電流Ic＝1700-1760mA，電子束流Ib＝20-100mA，焊接速度v＝800-1200mm/min，掃描方式：雙余弦，掃描幅值VX＝2mm，VY＝1mm，掃描頻率f＝300-1000Hz。

步驟4：焊后質量檢測；

焊后對電子束焊縫進行外觀質量檢測，焊縫表面無裂紋、咬邊、燒穿、氣孔等缺陷。焊后對電子束焊縫進行X射線檢測，焊縫質量滿足GJB1718A-2005《電子束焊接》I級接頭要求。